等离子体处理参数的检测制造技术

一种用于监控封闭式等离子体处理空间(102)中的状况的系统。该系统包括传感器(338)，被布置成被配备在该封闭式等离子体处理空间内，用于检测在该封闭式等离子体处理空间内的状况，以及调制电路(342)，被连接到该传感器，并被布置成调制该传感器的输出，以提供被调制的信号。该系统进一步包括第一传输线耦合器(330)，被布置为在该封闭式等离子体处理空间内被处置。该第一传输线耦合器(546)被连接到该调制电路并被布置成把该被调制的信号耦合到传输线，该传输线被布置成把能量传递进入该封闭式等离子体空间内。该系统进一步包括第二传输线耦合器，被布置成在该封闭式等离子体处理空间之外被处置，并被耦合到传输线和解调器(550)，该解调器被连接到第二耦合器，用于接收和解调该被调制的信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及处理参数的检测，并且尤其涉及传感器在封闭式处理空间内的配置。本专利技术在等离子体处理参数的检测中具有特别的适用性。
技术介绍
等离子体处理系统被广泛地用于处理基板。例如，在半导体制造中硅晶圆的蚀刻和在太阳能电池的制造中层片的沉积。等离子体应用的范围很宽，还包括等离子体增强化学气相沉积、抗剥离操作和等离子体蚀刻。为了减少处理开发时间和增加处理控制，以及为了故障检测和解决，在工业界存在一种需求在等离子体处理中配置传感器以测量作为位置和时间的函数的关键处理参数。这些应用常常要求在处理区域内带有多个传感器的分布的空间映射。 最近几年中，已经提出了许多使用现场的和基本上是实时的检测仪器和测量法获得随着位置和时间变化的数据的方法。US5, 746，513公开了一种温度校准基板，带有位于所述基板的基板表面下方的空腔以及被布置于该空腔中用来测量该基板的温度的热电偶。该空腔包括空腔开口、内圆周，以及长度。热量转移装置被布置在热电偶和空腔的内圆周之间的空腔装置中，用来把热量从基板转移到热电偶。该空腔被塑形以允许紧邻该基板放置该热电偶，且该热电偶被基本上挨着该空腔的内圆周放置并横贯该空腔装置的长度，从而增强了从基板到热电偶装置的热量转移效率。US6, 691, 068公开了一种完整的测量系统，带有在工件上的分布式的传感器。该系统采用包括信息处理器的传感器装置、用于控制该装置的嵌入式可执行命令，以及至少一个传感器。该信息处理器和传感器被支撑在基板上。该传感器把测得的运行特征转换成数字数据，为了此后的获取(即，当该工件被从该等离子体腔室中移除时)，其或者被存储到该传感器装置中，或者被存储并被无线地传输到外部接收机。US6, 830，650公开了一种利用晶圆基板上的集成式传感器的用于测量等离子体处理环境中的等离子体和表面特征的晶圆探针。被安装在基板上的微处理器接收来自集成式传感器的输入信号，以处理、存储和传输数据。无线通信收发机接收来自该微处理器的数据，并把该等离子体处理系统之外的信息传输到采集等离子体处理期间的数据的计算机。还提供了利用等离子体用于供电的独立电源，包括依赖于X射线断层摄影的充电设备或者利用叠层式电容的充电结构。为了随后的分析而使用无线传输(或者存储和无线传输)传输来自传感器的数据并不是毫无问题的。在等离子体处理中，通过等离子体的射频信号的传输受到了等离子体是半导体(其对天线加以屏蔽)这一事实的阻碍。这可以通过确保载波频率高于电子等离子体频率(通常通过使用I-IOOGHz频带中的载波)来克服。因此，使用光谱的微波、红外或可见光部分中的载波是可能的(就像在US6，691，068中所建议的那样)，但是这要求外部接收天线和被附着到传感器的天线之间的基本的视距通讯。可替换地，如果要使用较低的频率，则为了在等离子体关闭时传输，数据必须被存储，这增加了等离子体处理系统的尺寸和复杂度。包括在工件上的传感器、多路复用、数字化仪、可执行的指令以及存储系统在内的完整的测量系统的放置意味着来自传感器的数据被数字化并被存储在该工件上。该工件经常位于带有增加对传感器数据的噪声污染的可能性的射频和磁场的不友好环境中。从传感器到微处理器的引线特别脆弱，它们能够起到天线的作用，而且需要复杂的屏蔽来使干扰最小化。在不同位置处，工件上的局部偏置常常是不同的，而且基本上不同于与该工具的其他部分。因此，模拟传感器数据被修改，而且难以保持电漂浮传感器。特别地，现有技术对传感器数据进行数字化的要求意味着模数转换器(ADC)位于工件上，且模拟数据需要被穿过该工件发送到ADC，导致了噪声拾取相关的问题。还有一点显而易见的是需要操作ADC的大功率(特别是当需要高速和高分辨力 时)是限制因素。如果需要高速数据，那么数据的存储将消耗更大量的空间和功率，该空间和功率是受系统内部限制的。
技术实现思路
提供有一种用于监控封闭式等离子体处理空间内状况的系统，包括(a)传感器，被布置在所述封闭式等离子体处理空间内，用于检测在所述封闭式等离子体处理空间内的状况；(b)调制电路，被连接到所述传感器，并调制所述传感器的输出，以提供已调制信号;(C)第一传输线耦合器，被布置在所述封闭式等离子体处理空间内，连接所述调制电路并把所述已调制信号耦合到传输线，所述传输线用来把能量传递到所述封闭式等离子体空间内；(d)第二传输线耦合器，被布置在所述封闭式等离子体处理空间之外被处置，并耦合连接所述传输线；(e)连接到所述第二耦合器的解调器，，用于接收和解调所述已调制信号。与基于RFID的传感器系统不同的是，本系统在不需要近场中的接收机的情况下允许远程监控传感器。鉴于RFID和其他近场无线系统依赖于发射机和接收机之间的间隔和信号强度，本系统把被调制的信号耦合到传输线中，使得它将沿着传输线被远距离传输。因此，第二耦合器拾取来自局部传输线电流的，而不是来自位于传感器处的发射机的感应场。优选地，所述调制电路被布置成把所述传感器的所述输出调制到载波信号上，以提供所述已调制的信号。优选地，调制电路进一步包括电源，该电源包括被连接到所述第一耦合器的电压调节电路，该电压调节电路被由该第一耦合器从该传输线中提取出的功率驱动。进一步地，优选地，该调制电路进一步包括第一振荡器，用于依据由第一耦合器从传输线中提取出的功率产生所述载波信号。进一步地，优选地，该传感器包括第二振荡器，其频率依赖于在所述封闭式等离子体处理空间内检测到的所述状况，其中该调制电路用所述第二振荡器的输出调制所述载波信号。在优选的实施例中，该系统进一步包括标识码生成器，在其输出提供标识码信号，所述标识码信号被与所述第二振荡器的输出合并，且被提供给所述调制电路，以同样用该标识码调制所述载波。在另外的优选的实施例中，多个传感器被提供，且相应的多个标识码生成器被提供，每个都与相应的传感器相关联，所述传感器的每个的输出借此被用各个标识码调制，以提供彼此不同的复合调制，载波信号被用多个所述复合调制所调制，以使解调器能够提供相应的多个输出信号，每个都被标识所述传感器的特定的一个的独特的码所标识。 优选地，所述传感器被安装在待处理的基板上，且所述第一传输线耦合器是用来形成回路的线圈，该回路包括被嵌入到所述基板中的两条平面带。优选地,所述第一传输线稱合器具有大约IOOmm的长度和大约O. 5mm的深度。优选地，所述第一传输线耦合器具有约40到50dB的插入损耗。优选地，该第一和第二传输线耦合器是双向耦合器，能够沿着传输线进行双向数据传输。本专利技术进一步提供了一种等离子体处理工具，包括a)封闭式等离子体处理空间；b)传输线，用于把能量传递进所述封闭式等离子体处理空间内；以及c)用于监控封闭式等离子体处理空间内的状况的权利要求I到11之一的系统，包括a.传感器，被布置成被配备在所述封闭式等离子体处理空间内，用于检测在所述封闭式等离子体处理空间内的状况；b.调制电路，被连接到所述传感器，并被布置成调制所述传感器的输出，以提供被调制的信号；c.第一传输线耦合器，被布置为在所述封闭式等离子体处理空间内被处置，被连接到所述调制电路并被布置成把所述被调制的信号耦合到传输线，所述传输线被布置成把能量传递进入所述封闭式等离子体空间内；d.第二传输线耦合器，被布置成在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·斯卡林，大卫·加恩，多纳尔·奥沙利文，
申请(专利权)人：安平丹斯有限责任公司，
类型：
国别省市：